《斜截面及构造》PPT课件.ppt

3 3受弯构件斜截面承载能力计算 受弯构件在荷载作用下除了承受弯矩M外 一般同时还承受剪力V的作用 如图3 21所示在两集中力之间的纯弯区 剪力为零 弯矩最大 可能发生前面所述的正截面破坏 而在集中力和支座之间的弯剪区 既有弯矩的作用又有剪力的作用 引起主拉应力和主压应力 主拉应力方向在下边缘是水平方向 所以裂缝在下边缘与水平方向垂直 随着裂缝的发展逐渐倾斜 故叫斜截面破坏 为了防止梁发生斜截面破坏 除了梁的截面尺寸应满足一定的要求外 还需在梁中配置与梁轴线垂直的箍筋 必要时还可采用由纵向钢筋弯起而成的弯起钢筋 以承受梁内产生的主拉力应力 箍筋和弯起钢筋统称为腹筋 配置腹筋的梁称为有腹筋梁 见图3 22 反之 称为无腹筋梁 3 6 2受弯构件斜截面的应力阶段及其破坏形式 1 斜裂缝的形成在支座附近由于弯剪的共同作用 当主拉应力超过混凝土的抗拉强度后 混凝土便沿着垂直于主拉应力的方向出现裂缝 第一条斜裂缝出现后 还会出现新的斜裂缝 导致发生剪切破坏的一条主要裂缝叫临界斜裂缝 2 斜裂缝出现后应力状态的变化斜裂缝出现后梁的应力状态将发生质变 应力将重新分布 我们来分析一下无腹筋梁临界斜裂缝靠支座端的隔离体AA BCD的受力情况 见图3 23 3 受弯构件斜截面破坏的三种形式 斜压破坏斜压破坏多发生在剪跨比较小 1 集中荷载至支座的距离称为剪跨 剪跨a与梁有效高度h0的比称为剪跨比 a h0 配置的腹筋很多或T形腹板较薄的梁中 斜压破坏的特征是梁腹部出现若干条大体互相平行的斜裂缝 随着荷载的增加 梁腹部被这些斜裂缝分割成若干个倾斜的受压短柱 最后斜向的混凝土短柱由于混凝土达到其抗压强度而破坏 如图3 24 a 所示 斜压破坏是因为混凝土被压碎而引起的 属脆性破坏 且腹筋往往达不到屈服 钢筋的强度不能充分利用 这种情况应尽量避免 为了防止这种破坏 梁的腹板不能太薄 截面不能太小 腹筋不宜过多 设计时不能超过最大配箍率 斜拉破坏有腹筋梁当腹筋过少且剪跨比较大 3 时 可能发生这种破坏 斜拉破坏的特点是一旦出现斜裂缝 即很快形成临界斜裂缝 与其相交的腹筋随即屈服 并迅速延伸到受压区的边缘 使梁斜向被拉断成两部分而破坏 如图3 24c所示 斜拉破坏的受剪承载力比以上两种破坏的都低 并且一开裂就破坏 破坏非常突然 故设计中必须防止 这就要求腹筋配置不能过少 箍筋间距不能过大 设计时不能小于最小配箍率 3 6 3影响斜截面抗剪强度的主要因素影响斜截面承载力的因素很多 其中剪跨比和配箍率是影响斜截面承载力的两个重要参数 1 剪跨比是一个无量纲的参数 广义剪跨比系指计算截面的弯矩M与剪力V和有效高度乘积的比值 即 M Vh0 3 49 式中M V 梁计算截面所承受的弯矩和剪力 剪跨比反映了正应力和剪应力之间的关系 对图3 21平行集中荷载作用的简支梁 集中荷载作用截面的弯矩M Pa 剪V P 因此该截面的剪跨比为 M Vh0 a h0 3 50 式中a 集中荷载作用点至支座之间的距离 称剪跨 受弯构件的构造要求 3 7 4受弯构件内钢筋构造要求补充 1 基本锚固长度 规范 是以拔出试验为基础确定基本锚固长度的 取粘结强度tu与混凝土抗拉强度ft成正比 并根据试验结果 取钢筋受拉时的基本锚固长度为 2 纵向钢筋在支座处的锚固 剪支板剪支板的下部纵向受力钢筋应伸入支座 由于支座处有横向压应力 使粘结作用得到改善 因此支座处的锚固长度las可比基本锚固长度la减小 其锚固长度las不应小于5d 当采用焊接网配筋时 其末端应至少有一根横向钢筋配置在支座内 如不能满足要求 应在末端制成弯钩或加焊附加横向钢筋 简支梁支座处有横向压应力 使粘结作用得到改善 因此支座处的锚固长度las可比基本锚固长度la减小 光面钢筋末端应设置标准弯钩 当伸入支座的锚固长度不符合要求时 可在钢筋端部加焊锚固钢板或将钢筋焊接在梁端预埋件上 3 梁内弯起钢筋和箍筋的最大间距梁内箍筋和弯起钢筋的间距不能太大 以防止斜裂缝发生在箍筋或弯起钢筋之间 四 腰筋和拉筋当梁高大于450mm时 应在梁的两侧沿梁高每隔200mm处各设置一根直径不小于10mm的腰筋 并用拉筋联系 拉筋的间距一般为箍筋的2倍 设置腰筋的作用 是为了防止当梁太高时由于混凝土收缩和温度变形产生的竖向裂缝 同时也可加强钢筋骨架的刚度 见下图 3 7 3纵向钢筋的截断 受弯构件的纵向钢筋由控制截面处最大弯矩计算确定的 根据设计弯矩图的变化 可以在弯矩较小的区段将一部分纵筋截断 但在正弯矩区段 弯矩图变化比较平缓 加之锚固长度很长 通常已基本接近支座 截断钢筋意义不大 因此 一般不在跨中受拉区将钢筋截断 对于连续梁 框架梁中间连续支座负弯矩区段的上部受拉钢筋 可根据弯矩图的变化分批将